【摘要】：醫(yī)用氧氣、負(fù)壓吸引、壓縮空氣等醫(yī)用氣體系統(tǒng)被稱為“生命支持系統(tǒng)”,它的規(guī)范性、安全性、可靠性和合理性直接關(guān)系到病人的生命安全。一套完整的醫(yī)用氣體監(jiān)視及控制系統(tǒng)對大型或中型醫(yī)院來說已然必不可少,用以實現(xiàn)對醫(yī)用氣體使用狀況及氣源供給狀況進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)視,對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的報警,保證病人生命安全。本論文是在引進(jìn)吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的前提下,在實際調(diào)查研究后自我技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上,瞄準(zhǔn)醫(yī)用氣體監(jiān)視與控制產(chǎn)業(yè)化國際前沿,針對現(xiàn)有醫(yī)用氣體監(jiān)視及氣源系統(tǒng)存在的氣體監(jiān)視數(shù)據(jù)采集節(jié)點功能單一,沒有組網(wǎng)功能,只能采集一路氣體,監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)通信方式局限性大,且結(jié)構(gòu)布局不合理,氣源空壓、制氧等各機(jī)組工作時間分配不合理導(dǎo)致資源浪費且機(jī)組損耗不均衡,容易出現(xiàn)供氣危險等一系列問題。研究一種醫(yī)用氣體監(jiān)視系統(tǒng)及氣源機(jī)組優(yōu)化控制方法,以滿足醫(yī)院對醫(yī)用氣體狀態(tài)監(jiān)視及氣源機(jī)組優(yōu)化控制的需要。本文的主要研究工作如下:(1)利用光纖的特性,建立并實現(xiàn)了上層監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)采用光纖通信,下層監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)采用現(xiàn)場總線通信的雙層監(jiān)視及控制結(jié)構(gòu)。采用光纖環(huán)網(wǎng)連接用氣區(qū)域和監(jiān)視中心。此通信方式傳輸距離可以達(dá)到5km,可覆蓋整個大中型醫(yī)院的范圍;因為強(qiáng)電磁和變頻器等干擾對光信號不起作用,所以光纖抗干擾能力極強(qiáng);光纖采用環(huán)網(wǎng)的連接形式,提高了通信的可靠性,監(jiān)視過程中,若光纖某處因為某種情況發(fā)生斷裂,光纖環(huán)網(wǎng)斷開成普通光纖線路,但光信號仍然能夠在光纖線路上傳輸,確保通信正常進(jìn)行。(2)設(shè)計并制作了醫(yī)用氣體監(jiān)視區(qū)域報警器和區(qū)域監(jiān)視盤。現(xiàn)有數(shù)字壓力傳感器功能單一,只負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù),且只能采集一路氣體數(shù)據(jù)。區(qū)域報警器作為醫(yī)用氣體監(jiān)視采集節(jié)點,可模塊化拼接后同時采集多路醫(yī)用氣體數(shù)據(jù)。配備RS-485網(wǎng)絡(luò)接口,可以連進(jìn)RS-485網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通信,使數(shù)據(jù)傳輸更加簡單便捷。并且具有醫(yī)用氣體數(shù)據(jù)實時監(jiān)測及超限報警功能。區(qū)域監(jiān)視盤用于將某一監(jiān)視區(qū)域內(nèi)所有區(qū)域監(jiān)視節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中顯示,如果某一監(jiān)視節(jié)點氣體參數(shù)異常,可以報警并顯示異常位置。通過直接在觸摸屏上進(jìn)行操作,可以設(shè)定氣體上下限閾值,而且具有數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢功能。(3)提出并實現(xiàn)了氣源機(jī)組組合優(yōu)化控制方法。由于目前氣源機(jī)組控制方式落后,工作時間分配缺乏科學(xué)性與合理性,導(dǎo)致電能資源浪費并且各機(jī)組得不到充分的修整,導(dǎo)致?lián)p耗嚴(yán)重,縮短了使用壽命,容易產(chǎn)生故障。為解決上述問題,本論文將遺傳算法引入醫(yī)用氣體氣源機(jī)組組合優(yōu)化控制。根據(jù)各機(jī)組的能力與特性,科學(xué)合理地調(diào)配工作機(jī)組的數(shù)量與時間,最大限度的降低與平衡機(jī)組損耗,減少電能的浪費,既實現(xiàn)了機(jī)組啟停的自動控制,又可以保證機(jī)組長時間安全可靠的運行。本文針對現(xiàn)有醫(yī)用氣體監(jiān)視及氣源機(jī)組控制存在的問題,建立了結(jié)構(gòu)布局更加合理的醫(yī)用氣體監(jiān)視與控制結(jié)構(gòu),研究設(shè)計了功能更加多元化且可同時采集多路氣體數(shù)據(jù)的區(qū)域報警器和可以進(jìn)行區(qū)域數(shù)據(jù)集中顯示和雙層網(wǎng)絡(luò)橋接等作用的區(qū)域監(jiān)視盤,進(jìn)而將遺傳算法成功運用到氣源機(jī)組組合優(yōu)化分配與控制中,提高了機(jī)組運行的可靠性與安全性,實現(xiàn)了氣源機(jī)組優(yōu)化控制的目的。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH789

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本文編號：2785735